人教版選修3第二章分子結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)第二節(jié)分子的立體構(gòu)型

1、人教版選修3第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型第二章 分子結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)復(fù) 習(xí) 回 顧共價(jià)鍵鍵鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長(zhǎng)鍵角衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性描述分子的立體結(jié)構(gòu)的重要因素成鍵方式 “頭碰頭”,呈軸對(duì)稱成鍵方式 “肩并肩”,呈鏡面對(duì)稱一、形形色色的分子O2HCl1、雙原子分子（直線型）一、形形色色的分子2、三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和V形）H2OCO2化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角分子的立體模型立體構(gòu)型CO2 H2O 180105直線形V形、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（直線形、平面三角形、三角錐形、正四面體）（平面三角形，三角錐形）C2H2CH2ONH3P43、四原子分子大多數(shù)采取平面三角形和三角錐形兩種立體構(gòu)型。如：化學(xué)式電子式結(jié)

2、構(gòu)式鍵角分子的立體模型立體構(gòu)型CH2O_NH3_120107平面三角形三角錐形、五原子分子立體結(jié)構(gòu)最常見的是正四面體CH44、五原子分子的可能立體構(gòu)型更多，最常見的是正四面體形。如：化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角分子的立體模型立體構(gòu)型CH4CCl41092810928正四面體形正四面體形思考感悟1.五原子分子都是正四面體結(jié)構(gòu)嗎？【提示】不是，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等，雖為四面體結(jié)構(gòu)，但由于碳原子所連的四個(gè)原子不相同，四個(gè)原子電子間的排斥力不同，使四個(gè)鍵的鍵角不再相等，所以并不是正四面體結(jié)構(gòu)。CH3CH2OHCH3COOHC6H65、其它分子立體結(jié)構(gòu)C60C20C40C70資料卡片：形形

3、色色的分子分子世界如此形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測(cè)定的呢？早年的科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的宏觀性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進(jìn)行推測(cè)，如今，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器，紅外光譜就是其中的一種。分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。所謂分子立體結(jié)構(gòu)其實(shí)只是分子中的原子處于平衡位置時(shí)的模型。當(dāng)一束紅外線透過分子時(shí)，分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計(jì)算機(jī)模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個(gè)化學(xué)鍵、哪種振動(dòng)方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子的立體結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)視野分子的立體結(jié)構(gòu)是怎樣測(cè)定的？（指導(dǎo)閱

4、讀P37）測(cè)分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀吸收峰分析。 同為四原子分子，CH2O與 NH3 分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？思考: 同為三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？ 為了探究其原因，發(fā)展了許多結(jié)構(gòu)理論。有一種十分簡(jiǎn)單的理論叫做價(jià)層電子對(duì)互斥理論，這種簡(jiǎn)單的理論可以用來預(yù)測(cè)分子的立體結(jié)構(gòu)。1、價(jià)層電子對(duì)互斥理論：1）分子的立體結(jié)構(gòu)是 。 二、價(jià)層電子對(duì)互斥理論（VSEPR theory）“價(jià)層電子對(duì)”相互排斥的結(jié)果 要點(diǎn)：對(duì)ABx的分子或離子，中心原子A上價(jià)層電子對(duì)之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)的相對(duì)位置上，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低。排斥

5、力：孤電子對(duì)-孤電子對(duì)孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)-成鍵電子對(duì) 剖析內(nèi)容排斥力最小A2）價(jià)層電子對(duì)指 ， 包括 。3） 鍵電子對(duì)數(shù)怎樣確定？分子中的中心原子上的電子對(duì)鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)可由分子式確定：即等于x值4）中心原子上的孤對(duì)電子數(shù)的確定方法是什么？中心原子上的孤電子對(duì)數(shù) (a-xb)215) a、x、b分別指什么？a 指中心原子的價(jià)電子數(shù)、 x 指中心原子結(jié)合的原子數(shù)、 b 為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)（H為1，其他原子為8該原子價(jià)電子數(shù)）6）分子、陽離子和陰離子中a的計(jì)算方法有什么不同？分子中a 指中心原子的價(jià)電子數(shù)、陽離子中a 指中心原子的價(jià)電子數(shù)減去離子的

6、電荷數(shù)，陰離子中a 指中心原子的價(jià)電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)思考與交流1、以S和P為例，說明如何根據(jù)主族元素在周期表上的位置確定它的價(jià)電子數(shù)。2、以N和Cl為例,說明如何根據(jù)主族元素在周期表上的位置確定它最多能接受的電子數(shù)。分析下表中分子或離子的孤電子對(duì)數(shù)分子或離子 中心 原子 a x b中心原子上的孤電子對(duì)數(shù) SO2 NH4+ CO32- CO2 SO42-SNCCS01441226648324200220 中心原子上的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥。例如，H2O上有2對(duì)孤對(duì)電子，跟中心原子周圍的鍵加起來是4，它們相互排斥，形成四面體，因而H2O分子呈V形。思考：根據(jù)價(jià)層電子

7、對(duì)互斥理論分析，為什么水是V 型的結(jié)構(gòu)？VSEPR模型立體結(jié)構(gòu)H2O的立體結(jié)構(gòu)2、如何確定分子的立體結(jié)構(gòu)？1）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)M= 鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)2）確定含孤電子對(duì)的VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)數(shù) M與VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 M=2 M=3 M=4 M=5 M=6直線型 平面三角形 四面體 三角雙錐體 八面體3）略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對(duì)，便得到了實(shí)際的立體結(jié)構(gòu)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù) (a-xb)211）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)= 鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)2）確定含孤電子對(duì)的VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)

8、價(jià)層電子對(duì)數(shù) M與VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 M=2 M=3 M=4 M=5 M=6直線型 平面三角形 四面體 三角雙錐體 八面體3）略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對(duì)，便得到了實(shí)際的立體結(jié)構(gòu)例1 ：SO2鍵電子對(duì)數(shù)為2 孤電子對(duì)數(shù)為1 價(jià)層電子對(duì)數(shù)為32）VSEPR 模型3）實(shí)際的 立體構(gòu)型1）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)= 鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)2）確定含孤電子對(duì)的VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)數(shù) M與VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 M=2 M=3 M=4 M=5 M=6直線型 平面三角形 四面體 三角雙錐體 八面體3）略去VSEPR模型中心原子上的孤電

9、子對(duì)，便得到了實(shí)際的立體結(jié)構(gòu)例2： NH3鍵電子對(duì)數(shù)為3 孤電子對(duì)數(shù)為1價(jià)層電子對(duì)數(shù)為42）VSEPR 模型3）實(shí)際的 立體構(gòu)型1）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)= 鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)2）確定含孤電子對(duì)的VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)數(shù) M與VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 M=2 M=3 M=4 M=5 M=6直線型 平面三角形 四面體 三角雙錐體 八面體3）略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對(duì)，便得到了實(shí)際的立體結(jié)構(gòu)例3： CH4鍵電子對(duì)數(shù)為4 孤電子對(duì)數(shù)為0價(jià)層電子對(duì)數(shù)為42）VSEPR 模型3）實(shí)際的 立體構(gòu)型分析下表中分子或離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，并預(yù)測(cè)其結(jié)

10、構(gòu)分子或離子中心原子上孤電子對(duì)數(shù)鍵電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)實(shí)際的立體結(jié)構(gòu) SO21 CO20 CO32-0 SO32- NH3 CH434322332平面三角形平面三角形平面三角形V形直線形直線形四面體三角錐形1134四面體三角錐形044四面體正四面體ABn 型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型VSEPR模型名稱實(shí) 例 實(shí)例構(gòu)型 23直線形 3 價(jià)層電子對(duì)數(shù)平面三角形 V形SO2小結(jié):20直線形 0CH2O BF3CO32-平面三角形 21平面三角形 CO2BeCl2ABn 型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)VSEPR

11、模型VSEPR模型名稱實(shí) 例 實(shí)例構(gòu)型 4正四面體3 價(jià)層電子對(duì)數(shù)V形H2O小結(jié):401NH3SO32-三角錐形 22CH4SO42-NH4+正四面體四面體四面體1.若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價(jià)鍵的孤對(duì)電子，運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型，下列說法正確的（ ） A.若n=2，則分子的立體構(gòu)型為V形 B.若n=3，則分子的立體構(gòu)型為三角錐形 C.若n=4，則分子的立體構(gòu)型為正四面體形 D.以上說法都不正確C牛刀小試2.用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷SO3的分子構(gòu)型 A、正四面體形 B、V形 C、三角錐形 D、平面三角形D課堂練習(xí)：1、多原子分子的立體結(jié)構(gòu)有多種，三原子分子的立體結(jié)構(gòu)有 形和

12、形，大多數(shù)四原子分子采取 形和 形兩種立體結(jié)構(gòu)，五原子分子的立體結(jié)構(gòu)中最常見的是 形。 2 、下列分子或離子中，不含有孤對(duì)電子的是 A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3 、下列分子BCl3、CCl4、H2S、CS2中,其鍵角 由小到大的順序?yàn)?4、以下分子或離子的結(jié)構(gòu)為正四面體，且鍵角為 10928 的是 CH4 NH4+ CH3Cl P4 SO42- A、 B、 C、 D、直線V平面三角三角錐 DC四面體分子類型中心原子空間構(gòu)型 AB2有孤對(duì)電子V型無孤對(duì)電子直線形 AB3有孤對(duì)電子三角錐形無孤對(duì)電子平面三角形 AB4無孤對(duì)電子四面體形【小結(jié)】第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型第二課時(shí)雜

13、化理論活動(dòng)：請(qǐng)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型新問題1：1.寫出碳原子的核外電子排布圖，思考為什么碳原子與氫原子結(jié)合形成CH4，而不是CH2 ？新問題2：按照我們已經(jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C H單鍵都應(yīng)該是鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p 軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子CC為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論sp3C：2s22p2 由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混雜并重新組合成4個(gè)能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為 sp3雜化軌道。為了四個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，

14、4個(gè)雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)型? 四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C原子上的四個(gè)sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的S-SP3鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。 10928三、雜化理論簡(jiǎn)介1.概念：在形成分子時(shí)，在外界條件影響下若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道的過程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。2.要點(diǎn)：（1）參與雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；三

15、、雜化理論簡(jiǎn)介2.要點(diǎn)：注意：雜化軌道只用于形成鍵或者用來容納未參與成鍵的孤對(duì)電子，而sp和sp2兩種未參與雜化的p 軌道，可用于形成鍵。（3）雜化前后原子軌道為使相互間排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同；sp雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 180每個(gè)sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2 s 軌道和1/2 p 軌道的成分兩個(gè)軌道間的夾角為180，呈直線型 sp 雜化：1個(gè)s 軌道與1個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化, 形成2個(gè)sp雜化軌道。180ClClBe例如： Sp 雜化 BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2 沒有單個(gè)

16、電子，spsp雜化ClClsppxpxsp2雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 120 每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小， 含有 1/3 s 軌道和 2/3 p 軌道的成分 每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為120，呈平面三角形 sp2雜化：1個(gè)s 軌道與2個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化, 形成3個(gè)sp2 雜化軌道。120FFFB例如： Sp2 雜化 BF3分子的形成B： 1s22s22p1沒有3個(gè)成單電子sp2sp2雜化sp3雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 10928 sp3雜化：1個(gè)s 軌道與3個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化,形成4個(gè)sp

17、3 雜化軌道。 每個(gè)sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小， 含有 1/4 s 軌道和 3/4 p 軌道的成分 每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為10928 ， 空間構(gòu)型為正四面體型例如： Sp3 雜化 CH4分子的形成sp3C：2s22p2三、雜化理論簡(jiǎn)介雜化類型判斷： 雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子的VSEPR模型，然后就可以比較方便地確定中心原子的雜化軌道類型。VSEPR模型: 直線形： sp雜化平面三角形： sp2雜化 四面體形： sp3雜化例1：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表物質(zhì)價(jià)電子對(duì)數(shù)中心原子雜化 軌道類型雜化軌道/電子對(duì)空間構(gòu)型軌道夾角分子空間構(gòu)型鍵角氣體BeCl

18、2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl3 2 2 3 4 4 4 4 4spspsp2sp3直線形直線形平面三角形正四面體18018012010928直線形直線形平面三角形正四面體V形三角錐形1801801201092810928 105107107課堂練習(xí)例2：對(duì)SO2與CO2說法正確的是( ) A都是直線形結(jié)構(gòu) B中心原子都采取sp雜化軌道 C S原子和C原子上都沒有孤對(duì)電子 D SO2為V形結(jié)構(gòu)， CO2為直線形結(jié)構(gòu)D1s22s22p63s23p3sp3三角錐形試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況交流討論注意：雜化軌道只用于形成鍵或者用來容納未參與成鍵的孤對(duì)電子，而sp和

19、sp2兩種未參與雜化的p 軌道，可用于形成鍵。有機(jī)物中雜化軌道的判斷：因C原子無未成鍵的電子，所以只需找C原子形成的鍵個(gè)數(shù)即可。2個(gè)鍵： sp雜化； 3個(gè)鍵： sp2雜化； 4個(gè)鍵： sp3雜化. C原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的2s軌道與2個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)C原子的2個(gè)sp2雜化軌道分別與2個(gè)H原子的1s軌道形成2個(gè)相同的鍵，各自剩余的1個(gè)sp2雜化軌道相互形成一個(gè)鍵，各自沒有雜化的l個(gè)2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個(gè)鍵和一個(gè)鍵構(gòu)成。 C原子在形成乙炔分子時(shí)發(fā)生sp雜化，兩個(gè)碳原子

20、以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成鍵。各自剩余的1個(gè)sp雜化軌道相互形成1個(gè)鍵，兩個(gè)碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。大 鍵 C6H6 sp2雜化 CH O O C H H H直線形平面三角形正四面體形第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu)四、配合物理論簡(jiǎn)介CuSO45H2OCu(H2O)42+SO42 天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無色無色無色Na+Cl-K +Br -K +實(shí)驗(yàn)探究21固體溶液顏色無色離子：CuSO4CuCl22H2OCuBr2NaClK2SO4KBr向盛有固體樣品的試管中，分別加1/3試管水溶解固體，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并填寫下表什么離子呈天藍(lán)色

21、：白色白色白色白色綠色深褐色思考與交流1為什么CuSO4 5H2O晶體是藍(lán)色而無水CuSO4 是白色？1、配位鍵（1）定義（2）配位鍵的形成條件（3）配位鍵的表示方法一方提供孤電子對(duì)一方提供空軌道AB提供孤電子對(duì)的原子與接受孤電子對(duì)的原子之間形成的共價(jià)鍵，（4）配位鍵的鍵參數(shù)同其他相同原子形成的共價(jià)鍵鍵參數(shù)完全相同HOHH即“電子對(duì)給予接受鍵”Cu2+與H2O是如何結(jié)合的呢？思考與交流2Cu2+H+提供空軌道接受孤對(duì)電子H2O提供孤電子對(duì)H2OHOHHCu H2OH2OH2OOH22+2、請(qǐng)根據(jù)H3O+的形成提出Cu(H2O)42+中 Cu2+與H2O結(jié)合方式的設(shè)想，并將你的想法與同學(xué)交流。2

22、、配合物(2) 配合物的組成Cu(H2O)4SO4內(nèi)界外界中心離子配體配位數(shù)(1) 定義通常把接受孤電子對(duì)的金屬離子（或原子）與某些提供孤電子對(duì)的分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡(jiǎn)稱配合物(配離子)一般為過渡金屬元素天藍(lán)色溶液藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液除水外，是否有其他電子給予體？實(shí)驗(yàn)探究22 （取實(shí)驗(yàn)2-1所得硫酸銅溶液1/3實(shí)驗(yàn)）根據(jù)現(xiàn)象分析溶液成分的變化并說明你的推斷依據(jù)，寫出相關(guān)的離子方程式Cu(OH)2H2OCu H2OH2OOH22+Cu H3N2+NH3NH3NH3深藍(lán)色晶體Cu(NH3) 4 SO4H2O思考與交流3+乙醇靜置Fe3+3SCN- = Fe(SCN）3

23、血紅色 配位數(shù)可為16Fe3+是如何檢驗(yàn)的？思考能形成配合物的離子不能大量共存常見的中心離子Cu2+Zn2+Ag+Fe3+Pt2+Co3+Al3+常見的配位體H2O、NH3 、Cl-H2O、NH3NH3CN-SCN-NH3 、Cl-NH3 、Cl-F-OH- 對(duì)應(yīng)配位數(shù) 4421-6664、6常見的配合物或配離子Cu(NH3)4SO4K3Fe(CN)6 Ag(NH3)2OH KPt(NH3)3Cl3Cu(H2O)4SO4Co(NH3)4Cl2ClCuSO4 5H2OHAuCl4Na3AlF6NaAl(OH) 4 Cu(H2O)3ClClCu(H2O)2Cl2Cu(NH3)3ClClZn(H2O)42+Zn(NH3)42+K3FeF6 Fe(SCN)63- 2、有Fe2+ Cu2+ Zn2+